GUIA DE ESTUDIO UNIDAD II: TERMODINAMICA
Enviado por Sara Ordoñez • 21 de Abril de 2020 • Apuntes • 11.944 Palabras (48 Páginas) • 118 Visitas
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GUIA DE ESTUDIO UNIDAD II: TERMODINAMICA
TEMAS: Calor y temperatura - Dilatación termodinámica - Cambios de estado
-Primera ley de la termodinámica - Segunda ley de la termodinámica
DERECHOS BÁSICOS DE APRENDIZAJE. Explico la transformación de la energía mecánica en energía térmica.
OBJETIVOS DE LA GUIA: Estudiar los temas de la unidad y preparar la evaluación
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TERMODINÁMICA.
El estudio del calor y su trasmisión en energía mecánica. Se denomina termodinámica ya que proviene de las raíces griegas, termo que significa calor y dinámica que significa fuerza.
LOS CONCEPTOS DE CALOR Y TEMPERATURA.
Debido a que es frecuente confundir los conceptos de calor y temperatura, empecemos por aclarar que, aunque están muy relacionados son distintos. A partir de la experiencia cotidiana, podemos afirmar que, cuanto más caliente esta un cuerpo, mayor es su temperatura y mayor es la cantidad de calor que este cuerpo puede transferir a otros. Así mismo, si se calientan dos masas de aguas diferentes, que inicialmente se encuentran a la misma temperatura, con la misma estufa y durante el mismo tiempo, es posible comprobar que la cantidad más pequeña de agua experimenta un aumento de temperatura mayor que aquel que registra la otra cantidad. Es decir, aunque ambas reciben la misma cantidad de calor, las variaciones de temperatura que se obtienen son diferentes. Es común considerar la energía térmica una expresión diferente para el calor. Un cuerpo contiene energía térmica, la cual es la energía de movimiento global de sus moléculas, por lo que comúnmente se dice que un cuerpo contiene calor. El físico, no obstante, diferencia entre energía térmica y calor y define el calor como la energía térmica que se trasfiere de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura entre ellos. El calor fluye, mientras que la energía térmica puede o no hacerlo. Una vez que se ha trasferido calor a un cuerpo o sustancia, deja de ser calor y se convierte en energía térmica. En síntesis, el calor es una forma de energía que se trasmite de un cuerpo a otro, este concepto es físicamente de gran importancia y significa que los cuerpos ceden o ganan calor, mas no lo poseen. En las transformaciones energéticas el trabajo y el calor son magnitudes físicas que permiten determinar la cantidad de energía que intercambia un sistema. En este sentido, el concepto de calor es análogo al de trabajo, pues los cuerpos tampoco poseen trabajo.
La temperatura es una medida de la energía cinética media de las moléculas que constituyen un cuerpo. Cuando la temperatura de un cuerpo aumenta, se producen aumento en la velocidad con que se mueven sus moléculas. Si el aumento de la temperatura se produce mediante un suministro de calor. Dicho aumento es proporcional a la cantidad de calor recibido, para un mismo número de moléculas.
Las moléculas que conforman un sólido o un fluido están en constante movimiento, debido a que poseen una cierta cantidad de energía. Al total de las energías asociadas a las moléculas que constituyen una sustancia se le llama energía interna. Cuando la energía interna de una sustancia aumente, se produce un aumento en la temperatura.
Las unidades de medida del calor son el joule (J) y la caloría (cal) ( 1cal = 4,186J ) La caloría se define como la cantidad de energía calórica necesaria para elevar 1 gramo de agua pura en 1 °C a una presión de 1 atmosfera.
LA MEDIDA DE LA TEMPERATURA.
Existen diversas escalas para medir la temperatura. A continuación, vamos a mencionar tres de las escalas más comunes.
1. ESCALA CENTIGRADA CELSIUS: Se basa en la asignación de un punto inicial, igual a 0, correspondiente a la temperatura de solidificación del agua y de un valor igual a 100, para la temperatura de ebullición del agua a 1 atmosfera de presión. El intervalo entre ambos puntos se divide en 100 partes iguales, cada uno de los cuales se llama grado centígrado Celsius. C[pic 2]
2. ESCALA ABSOLUTA KELVIN: En ella se fija el valor 0 correspondiente a la temperatura más baja
posible (cero absolutos), es decir, al estado en que todas las moléculas que forman un cuerpo se encuentran en reposo absoluto. Esta temperatura equivale a – 273,15 C. Cada unidad o grado en esta escala, tiene la misma magnitud que la unidad en la escala centígrada, por lo que el valor dado en (TC) se puede expresar en Kelvin (TK) mediante la expresión. [pic 4][pic 3]
TK = TC + 273 (1)[pic 5]
3. ESCALA FAHRENHEIT: En ella se fijó un valor de 32 F para el punto de congelación del agua y de 212 F para el punto de ebullición, a 1 atmosfera de presión. El intervalo entre ambas temperaturas se divide en 180 partes iguales. Cada una de las cuales equivale a 1 grado Fahrenheit. Dado que el tamaño de un grado en esta escala es diferente al del grado Celsius o uno Kelvin, la equivalencia entre la escala centígrada y Fahrenheit se realiza mediante la expresión.[pic 6][pic 7]
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TF = TC + 32 (2) Por consiguiente TF = TK - 459 (3) [pic 10][pic 11][pic 12][pic 13]
Kelvin Celsius Fahrenheit
373K 100 C 212F [pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 14][pic 15][pic 16]
273K 0C 32F [pic 26][pic 27][pic 28][pic 23][pic 24][pic 25]
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